北京时间7月18日，我院潘荣辉研究员团队参与完成的成果在国际顶级期刊《CELL》上发表。
该研究指出昆虫基因组内存在大量“飞来”的水平转移基因，并发现它们对昆虫求偶起到重要作用。研究人员开展了大规模的水平转移基因的鉴定和筛查工作，对218个高质量的昆虫基因组开展系统分析和研究，这些昆虫种类包括多种蝴蝶、蛾类、甲虫、飞虱、蜜蜂等，并对近318万个基因样本进行了大数据分析和筛查。本研究共鉴定获得1410个外源的水平转移基因，大部分都是首次报道。从HGT基因来源来说，79%的HGT基因是从细菌中获得，13.8%是从真菌中获得，2.6%是从病毒中获得，3%是从植物中获得，剩下1.6%的来源未知。经过鉴定和筛查发现，水平转移基因伴随着昆虫适应性进化，它的基因结构和功能也随之变化，在进化过程中它们从受体昆虫基因组中获得了多次重复的内含子（intron），从而免于被昆虫清除掉，达到‘存活’在昆虫基因组上的目的。
此外，该研究还对水平转移基因开展了功能分析和验证研究，通过选取蛾类与蝴蝶HGT基因的研究中证实了HGT基因LOC105383139有助于增强雄虫对雌虫求偶行为，发现了细菌帮助昆虫求偶的“成人之美”新机制。这也是HGT基因影响动物求偶行为的首次报道。此发现对未来重要农业害虫的绿色防控提供了新思路，这种导致昆虫后代数量急剧降低的机制，对于寻找害虫控制的新靶标和关键环节具有重要而深远的现实意义。本研究还提供了高质量的昆虫HGT基因资源库，这些资源将有助于其他研究者开展昆虫水平转移基因的生物学功能研究。
潘荣辉研究员团队与论文主要通讯作者浙大农学院沈星星研究员团队长期开展合作，参与本研究的设计与开展，利用生物与分子智造研究院的服务器计算平台和AI交叉中心，为本研究的大数据分析工作提供了重要支持。当前，正在同步开展多种类型生物的外源基因挖掘和研究工作，并且利用生物与分子智造研究院的iBioFoundry平台，系统分析外源基因的功能机制和作用底物，为新生物农药的大规模生物合成提供重要的物质基础。
